CN106349665A - 添加聚‑3‑羟基丁酸酯的可降解医用材料及其制备方法 - Google Patents

添加聚‑3‑羟基丁酸酯的可降解医用材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种添加聚‑3‑羟基丁酸酯的可降解医用材料，由下列重量份的原料制成：聚‑3‑羟基丁酸酯25‑35份、聚醚砜5‑10份、聚乳酸10‑15份、玻璃纤维2‑8份、醋酸纤维3‑9份、对氨基苯磺酰胺3‑7份、柠檬酸三钠1‑5份、L‑酒石酸烟碱盐2‑5份、D‑氨基葡萄糖盐酸盐1‑4份、二硫化硫铵1‑3份、水杨酸4‑9份、硼酸镁2‑6份、固化剂4‑7份、稳定剂3‑8份、催化剂1‑3份。制备而成的添加聚‑3‑羟基丁酸酯的可降解医用材料,其性能稳定、环保、安全、无毒、可降解。同时，还公开了这种添加聚‑3‑羟基丁酸酯的可降解医用材料的制备方法。

Description

添加聚-3-羟基丁酸酯的可降解医用材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及生物材料领域，特别涉及到添加聚-3-羟基丁酸酯的可降解医用材料及其制备方法。
背景技术
聚羟基脂肪酸酯是由很多细菌合成的一种胞内聚酯，在生物体内主要是作为碳源和能源的贮藏性物质而存在，它具有类似于合成塑料的物化特性及合成塑料所不具备的生物可降解性、生物相容性、光学活性、压电性、气体相隔性等许多优秀性能。聚羟基脂肪酸酯在可生物降解的包装材料、组织工程材料、缓释材料、电学材料以及医疗材料方面有广阔的应用前景。天然的或合成的生物可降解的高分子材料往往有很高的水蒸气透过性，而聚羟基脂肪酸酯则具有良好的气体阻隔性；另—方面，聚羟基脂肪酸酯还具有较好的水解稳定性；此外与其它聚烯烃类､聚芳烃类聚合物比，聚羟基脂肪酸酯还具有很好的紫外稳定性，聚羟基脂肪酸酯还可作为生物可降解的环保溶剂的来源。正因为聚羟基脂肪酸酯汇集了这些优良的性能，使其可以在医疗材料、包装材料、粘合材料、喷涂材料和衣料、器具类材料、电子产品、耐用消费品、农业产品、自动化产品、化学介质和溶剂等领域中得到应用。基于聚羟基脂肪酸酯这些优良性质，我们将其应用到医疗材料领域，尤其是注射器材料方面，使其环保、安全、无毒、可降解的性能发挥广泛。所以现如今研制出一种性能优良的可降解医用材料显得尤为重要。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种添加聚-3-羟基丁酸酯的可降解医用材料及其制备方法，通过采用特定原料进行组合，配合相应的生产工艺，得到的添加聚-3-羟基丁酸酯的可降解医用材料，其性能稳定、环保、安全、无毒、可降解，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
添加聚-3-羟基丁酸酯的可降解医用材料，由下列重量份的原料制成：聚-3-羟基丁酸酯25-35份、聚醚砜5-10份、聚乳酸10-15份、玻璃纤维2-8份、醋酸纤维3-9份、对氨基苯磺酰胺3-7份、柠檬酸三钠1-5份、L-酒石酸烟碱盐2-5份、D-氨基葡萄糖盐酸盐1-4份、二硫化硫铵1-3份、水杨酸4-9份、硼酸镁2-6份、固化剂4-7份、稳定剂3-8份、催化剂1-3份。
优选地，所述固化剂选自二氨基二苯砜、二乙烯三胺、2-甲基咪唑、山梨醇中的一种或几种。
优选地，所述稳定剂选自亚磷酸-苯二异辛酯、环氧大豆油、硬脂酸铝、乙撑双硬脂酰胺中的一种或几种。
优选的，所述催化剂选自二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、乙酰柠檬酸三丁酯、偏苯三甲酸三辛酯中的一种或几种。
所述的添加聚-3-羟基丁酸酯的可降解医用材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照重量份称取各原料；
（2）将聚-3-羟基丁酸酯、聚醚砜、聚乳酸、玻璃纤维、醋酸纤维加入反应釜中，加压，高温反应，压强为5-6MPa,反应温度为520-550℃，反应时间45分钟，然后降温至300℃，加入对氨基苯磺酰胺、稳定剂，搅拌均匀后保温30分钟，得到高温反应物；
（3）将柠檬酸三钠、L-酒石酸烟碱盐、D-氨基葡萄糖盐酸盐、二硫化硫铵、水杨酸、硼酸镁加入搅拌釜，充入氮气，炉内反应温度为400-420℃，反应20-40分钟,得到搅拌混合物；
（4）将步骤（2）的高温反应物和步骤（3）的搅拌混合物依次注入密炼炉，搅拌速度300-450转/分钟，反应温度为450-480℃，然后再依次加入固化剂、催化剂，反应时间25-35分钟，自然冷却至125℃，得到材料前体；
（5）将材料前体注入冷锅，缓慢降温直至温度降到45℃；
（6） 将步骤（5）冷却的材料前体注入双螺杆挤出机中，挤出造粒，螺杆转速为1300-1500转/分钟，螺杆温度为220-260℃，得材料颗粒；
（7）将步骤（6）中的材料颗粒加入注塑机制成成品，反应温度控制为245-260℃，注射时间为2-3秒，保压时间为0.3秒，螺杆转速为220-260转/分钟，注射压力为85MPa。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
（1）本发明的添加聚-3-羟基丁酸酯的可降解医用材料以聚-3-羟基丁酸酯、聚醚砜、聚乳酸、玻璃纤维、醋酸纤维为主要成分，通过加入对氨基苯磺酰胺、柠檬酸三钠、L-酒石酸烟碱盐、D-氨基葡萄糖盐酸盐、二硫化硫铵、水杨酸、硼酸镁、稳定剂、固化剂、催化剂，辅以高温搅拌、加压反应、催化反应、挤出、压模塑形等工艺，使得制备而成的添加聚-3-羟基丁酸酯的可降解医用材料，其性能稳定、环保、安全、无毒、可降解，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。
（2）本发明的添加聚-3-羟基丁酸酯的可降解医用材料原料便宜、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。
具体实施方式
下面结合具体实施例对发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
（1）按照重量份称取聚-3-羟基丁酸酯25份、聚醚砜5份、聚乳酸10份、玻璃纤维2份、醋酸纤维3份、对氨基苯磺酰胺3份、柠檬酸三钠1份、L-酒石酸烟碱盐2份、D-氨基葡萄糖盐酸盐1份、二硫化硫铵1份、水杨酸4份、硼酸镁2份、二氨基二苯砜4份、亚磷酸-苯二异辛酯3份、二月桂酸二丁基锡1份；
（2）将聚-3-羟基丁酸酯、聚醚砜、聚乳酸、玻璃纤维、醋酸纤维加入反应釜中，加压，高温反应，压强为5MPa,反应温度为520℃，反应时间45分钟，然后降温至300℃，加入对氨基苯磺酰胺、亚磷酸-苯二异辛酯，搅拌均匀后保温30分钟，得到高温反应物；
（3）将柠檬酸三钠、L-酒石酸烟碱盐、D-氨基葡萄糖盐酸盐、二硫化硫铵、水杨酸、硼酸镁加入搅拌釜，充入氮气，炉内反应温度为400℃，反应20分钟,得到搅拌混合物；
（4）将步骤（2）的高温反应物和步骤（3）的搅拌混合物依次注入密炼炉，搅拌速度300转/分钟，反应温度为450℃，然后再依次加入二氨基二苯砜、二月桂酸二丁基锡，反应时间25分钟，自然冷却至125℃，得到材料前体；
（5）将材料前体注入冷锅，缓慢降温直至温度降到45℃；
（6） 将步骤（5）冷却的材料前体注入双螺杆挤出机中，挤出造粒，螺杆转速为1300转/分钟，螺杆温度为220℃，得材料颗粒；
（7） 将步骤（6）中的材料颗粒加入注塑机制成成品，反应温度控制为245℃，注射时间为2秒，保压时间为0.3秒，螺杆转速为220转/分钟，注射压力为85MPa。
制得的添加聚-3-羟基丁酸酯的可降解医用材料测试结果如表1所示。
实施例2
（1）按照重量份称取聚-3-羟基丁酸酯28份、聚醚砜7份、聚乳酸12份、玻璃纤维4份、醋酸纤维5份、对氨基苯磺酰胺4份、柠檬酸三钠2份、L-酒石酸烟碱盐3份、D-氨基葡萄糖盐酸盐2份、二硫化硫铵1份、水杨酸5份、硼酸镁3份、二乙烯三胺5份、环氧大豆油4份、辛酸亚锡2份；
（2）将聚-3-羟基丁酸酯、聚醚砜、聚乳酸、玻璃纤维、醋酸纤维加入反应釜中，加压，高温反应，压强为5.3MPa,反应温度为530℃，反应时间45分钟，然后降温至300℃，加入对氨基苯磺酰胺、环氧大豆油，搅拌均匀后保温30分钟，得到高温反应物；
（3）将柠檬酸三钠、L-酒石酸烟碱盐、D-氨基葡萄糖盐酸盐、二硫化硫铵、水杨酸、硼酸镁加入搅拌釜，充入氮气，炉内反应温度为405℃，反应25分钟,得到搅拌混合物；
（4）将步骤（2）的高温反应物和步骤（3）的搅拌混合物依次注入密炼炉，搅拌速度350转/分钟，反应温度为460℃，然后再依次加入二乙烯三胺、辛酸亚锡，反应时间25-35分钟，自然冷却至125℃，得到材料前体；
（5）将材料前体注入冷锅，缓慢降温直至温度降到45℃；
（6） 将步骤（5）冷却的材料前体注入双螺杆挤出机中，挤出造粒，螺杆转速为1350转/分钟，螺杆温度为230℃，得材料颗粒；
（7） 将步骤（6）中的材料颗粒加入注塑机制成成品，反应温度控制为250℃，注射时间为2秒，保压时间为0.3秒，螺杆转速为230转/分钟，注射压力为85MPa。
制得的添加聚-3-羟基丁酸酯的可降解医用材料测试结果如表1所示。
实施例3
（1）按照重量份称取聚-3-羟基丁酸酯32份、聚醚砜9份、聚乳酸14份、玻璃纤维6份、醋酸纤维7份、对氨基苯磺酰胺6份、柠檬酸三钠3份、L-酒石酸烟碱盐4份、D-氨基葡萄糖盐酸3份、二硫化硫铵2份、水杨酸8份、硼酸镁5份、2-甲基咪唑6份、硬脂酸铝7份、乙酰柠檬酸三丁酯2份；
（2）将聚-3-羟基丁酸酯、聚醚砜、聚乳酸、玻璃纤维、醋酸纤维加入反应釜中，加压，高温反应，压强为5.8MPa,反应温度为540℃，反应时间45分钟，然后降温至300℃，加入对氨基苯磺酰胺、硬脂酸铝，搅拌均匀后保温30分钟，得到高温反应物；
（3）将柠檬酸三钠、L-酒石酸烟碱盐、D-氨基葡萄糖盐酸盐、二硫化硫铵、水杨酸、硼酸镁加入搅拌釜，充入氮气，炉内反应温度为410℃，反应35分钟,得到搅拌混合物；
（4）将步骤（2）的高温反应物和步骤（3）的搅拌混合物依次注入密炼炉，搅拌速度400转/分钟，反应温度为470℃，然后再依次加入2-甲基咪唑、乙酰柠檬酸三丁酯，反应时间32分钟，自然冷却至125℃，得到材料前体；
（5）将材料前体注入冷锅，缓慢降温直至温度降到45℃；
（6） 将步骤（5）冷却的材料前体注入双螺杆挤出机中，挤出造粒，螺杆转速为1450转/分钟，螺杆温度为250℃，得材料颗粒；
（7） 将步骤（6）中的材料颗粒加入注塑机制成成品，反应温度控制为255℃，注射时间为3秒，保压时间为0.3秒，螺杆转速为250转/分钟，注射压力为85MPa。
制得的添加聚-3-羟基丁酸酯的可降解医用材料测试结果如表1所示。
实施例4
（1）按照重量份称取聚-3-羟基丁酸酯35份、聚醚砜10份、聚乳酸15份、玻璃纤维8份、醋酸纤维9份、对氨基苯磺酰胺7份、柠檬酸三钠5份、L-酒石酸烟碱盐5份、D-氨基葡萄糖盐酸盐4份、二硫化硫铵3份、水杨酸9份、硼酸镁6份、山梨醇7份、乙撑双硬脂酰胺8份、偏苯三甲酸三辛酯3份；
（2）将聚-3-羟基丁酸酯、聚醚砜、聚乳酸、玻璃纤维、醋酸纤维加入反应釜中，加压，高温反应，压强为6MPa,反应温度为550℃，反应时间45分钟，然后降温至300℃，加入对氨基苯磺酰胺、乙撑双硬脂酰胺，搅拌均匀后保温30分钟，得到高温反应物；
（3）将柠檬酸三钠、L-酒石酸烟碱盐、D-氨基葡萄糖盐酸盐、二硫化硫铵、水杨酸、硼酸镁加入搅拌釜，充入氮气，炉内反应温度为420℃，反应40分钟,得到搅拌混合物；
（4）将步骤（2）的高温反应物和步骤（3）的搅拌混合物依次注入密炼炉，搅拌速度450转/分钟，反应温度为480℃，然后再依次加入山梨醇、偏苯三甲酸三辛酯，反应时间35分钟，自然冷却至125℃，得到材料前体；
（5）将材料前体注入冷锅，缓慢降温直至温度降到45℃；
（6） 将步骤（5）冷却的材料前体注入双螺杆挤出机中，挤出造粒，螺杆转速为1500转/分钟，螺杆温度为260℃，得材料颗粒；
（7） 将步骤（6）中的材料颗粒加入注塑机制成成品，反应温度控制为260℃，注射时间为3秒，保压时间为0.3秒，螺杆转速为260转/分钟，注射压力为85MPa。
制得的添加聚-3-羟基丁酸酯的可降解医用材料测试结果如表1所示。
对比例1
（1）按照重量份称取聚-3-羟基丁酸酯25份、聚醚砜5份、聚乳酸10份、玻璃纤维2份、对氨基苯磺酰胺3份、柠檬酸三钠1份、D-氨基葡萄糖盐酸盐1份、二硫化硫铵1份、水杨酸4份、硼酸镁2份、二氨基二苯砜4份、亚磷酸-苯二异辛酯3份、二月桂酸二丁基锡1份；
（2）将聚-3-羟基丁酸酯、聚醚砜、聚乳酸、玻璃纤维加入反应釜中，加压，高温反应，压强为5MPa,反应温度为520℃，反应时间45分钟，然后降温至300℃，加入对氨基苯磺酰胺、亚磷酸-苯二异辛酯，搅拌均匀后保温30分钟，得到高温反应物；
（3）将柠檬酸三钠、D-氨基葡萄糖盐酸盐、二硫化硫铵、水杨酸、硼酸镁加入搅拌釜，充入氮气，炉内反应温度为400℃，反应20分钟,得到搅拌混合物；
（4）将步骤（2）的高温反应物和步骤（3）的搅拌混合物依次注入密炼炉，搅拌速度300转/分钟，反应温度为450℃，然后再依次加入二氨基二苯砜、二月桂酸二丁基锡，反应时间25分钟，自然冷却至125℃，得到材料前体；
（5）将材料前体注入冷锅，缓慢降温直至温度降到45℃；
（6） 将步骤（5）冷却的材料前体注入双螺杆挤出机中，挤出造粒，螺杆转速为1300转/分钟，螺杆温度为220℃，得材料颗粒；
（7） 将步骤（6）中的材料颗粒加入注塑机制成成品，反应温度控制为245℃，注射时间为2秒，保压时间为0.3秒，螺杆转速为220转/分钟，注射压力为85MPa。
制得的添加聚-3-羟基丁酸酯的可降解医用材料测试结果如表1所示。
对比例2
（1）按照重量份称取聚-3-羟基丁酸酯35份、聚醚砜10份、聚乳酸15份、醋酸纤维9份、对氨基苯磺酰胺7份、柠檬酸三钠5份、L-酒石酸烟碱盐5份、二硫化硫铵3份、水杨酸9份、硼酸镁6份、山梨醇7份、乙撑双硬脂酰胺8份、偏苯三甲酸三辛酯3份；
（2）将聚-3-羟基丁酸酯、聚醚砜、聚乳酸、醋酸纤维加入反应釜中，加压，高温反应，压强为6MPa,反应温度为550℃，反应时间45分钟，然后降温至300℃，加入对氨基苯磺酰胺、乙撑双硬脂酰胺，搅拌均匀后保温30分钟，得到高温反应物；
（3）将柠檬酸三钠、L-酒石酸烟碱盐、二硫化硫铵、水杨酸、硼酸镁加入搅拌釜，充入氮气，炉内反应温度为420℃，反应40分钟,得到搅拌混合物；
（4）将步骤（2）的高温反应物和步骤（3）的搅拌混合物依次注入密炼炉，搅拌速度450转/分钟，反应温度为480℃，然后再依次加入山梨醇、偏苯三甲酸三辛酯，反应时间35分钟，自然冷却至125℃，得到材料前体；
（5）将材料前体注入冷锅，缓慢降温直至温度降到45℃；
（6） 将步骤（5）冷却的材料前体注入双螺杆挤出机中，挤出造粒，螺杆转速为1500转/分钟，螺杆温度为260℃，得材料颗粒；
（7） 将步骤（6）中的材料颗粒加入注塑机制成成品，反应温度控制为260℃，注射时间为3秒，保压时间为0.3秒，螺杆转速为260转/分钟，注射压力为85MPa。
制得的添加聚-3-羟基丁酸酯的可降解医用材料测试结果如表1所示。
将实施例1-4和对比例1-2的制得的添加聚-3-羟基丁酸酯的可降解医用材料分别进行断裂伸长率、铅、锡、锌、铁含量、0.1mol/L PBS中30天后的降解率、无菌试验这几项性能测试。
表1
断裂伸长率(%) 铅、锡、锌、铁含量（ug/ml） 0.1mol/L PBS中30天后的降解率% 无菌试验
实施例1 260 0.1 68.88 99.99%
实施例2 266 0.1 76.26 99.99%
实施例3 268 0.1 72.57 99.99%
实施例4 265 0.1 77.49 99.99%
对比例1 134 0.1 25.83 99.99%
对比例2 123 0.1 23.37 99.99%
本发明的添加聚-3-羟基丁酸酯的可降解医用材料以聚-3-羟基丁酸酯、聚醚砜、聚乳酸、玻璃纤维、醋酸纤维为主要成分，通过加入对氨基苯磺酰胺、柠檬酸三钠、L-酒石酸烟碱盐、D-氨基葡萄糖盐酸盐、二硫化硫铵、水杨酸、硼酸镁、稳定剂、固化剂、催化剂，辅以高温搅拌、加压反应、催化反应、挤出、压模塑形等工艺，使得制备而成的添加聚-3-羟基丁酸酯的可降解医用材料，其性能稳定、环保、安全、无毒、可降解，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。本发明的添加聚-3-羟基丁酸酯的可降解医用材料原料便宜、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.添加聚-3-羟基丁酸酯的可降解医用材料，其特征在于：由下列重量份的原料制成：聚-3-羟基丁酸酯25-35份、聚醚砜5-10份、聚乳酸10-15份、玻璃纤维2-8份、醋酸纤维3-9份、对氨基苯磺酰胺3-7份、柠檬酸三钠1-5份、L-酒石酸烟碱盐2-5份、D-氨基葡萄糖盐酸盐1-4份、二硫化硫铵1-3份、水杨酸4-9份、硼酸镁2-6份、固化剂4-7份、稳定剂3-8份、催化剂1-3份。
2.根据权利要求1所述的添加聚-3-羟基丁酸酯的可降解医用材料，其特征在于：所述固化剂选自二氨基二苯砜、二乙烯三胺、2-甲基咪唑、山梨醇中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的添加聚-3-羟基丁酸酯的可降解医用材料，其特征在于：所述稳定剂选自亚磷酸-苯二异辛酯、环氧大豆油、硬脂酸铝、乙撑双硬脂酰胺中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的添加聚-3-羟基丁酸酯的可降解医用材料，其特征在于：所述催化剂选自二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、乙酰柠檬酸三丁酯、偏苯三甲酸三辛酯中的一种或几种。
5.根据权利要求1～4任一所述的添加聚-3-羟基丁酸酯的可降解医用材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按照重量份称取各原料；
（2）将聚-3-羟基丁酸酯、聚醚砜、聚乳酸、玻璃纤维、醋酸纤维加入反应釜中，加压，高温反应，压强为5-6MPa,反应温度为520-550℃，反应时间45分钟，然后降温至300℃，加入对氨基苯磺酰胺、稳定剂，搅拌均匀后保温30分钟，得到高温反应物；
（3）将柠檬酸三钠、L-酒石酸烟碱盐、D-氨基葡萄糖盐酸盐、二硫化硫铵、水杨酸、硼酸镁加入搅拌釜，充入氮气，炉内反应温度为400-420℃，反应20-40分钟,得到搅拌混合物；
（4）将步骤（2）的高温反应物和步骤（3）的搅拌混合物依次注入密炼炉，搅拌速度300-450转/分钟，反应温度为450-480℃，然后再依次加入固化剂、催化剂，反应时间25-35分钟，自然冷却至125℃，得到材料前体；
（5）将材料前体注入冷锅，缓慢降温直至温度降到45℃；
（6） 将步骤（5）冷却的材料前体注入双螺杆挤出机中，挤出造粒，螺杆转速为1300-1500转/分钟，螺杆温度为220-260℃，得材料颗粒；
（7） 将步骤（6）中的材料颗粒加入注塑机制成成品，反应温度控制为245-260℃，注射时间为2-3秒，保压时间为0.3秒，螺杆转速为220-260转/分钟，注射压力为85MPa。
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